双膜法水处理技术的发展,并在多个行业的中水回用系统中成功应用,为其在供应PTA水池料行业的运用提供了可靠的参考。根据类似中水回用项目的实施经验,了解原水水质特性,并设计针对性的预处理工艺,是后续双膜法运行稳定关键因素。PTA废水具有碱度高、含重金属结垢离子的特性,为克服其生化处理的波动性,消除碱度、重金属污染物的影响,保证水质稳定进入中水回用系统,用科学的预处理系统,使双膜法实现稳定的运行,实现良好的经济、环保效益,为供应PTA水池料打下了良好的基础。
精对苯二甲酸(PTA)是供应PTA水池料、化纤、塑料和树脂工业的主要原料之一,其生产工艺需要使用大量的脱离子水,进行高纯度精制生产,脱盐水的单位消耗量一般为3~4t/t PTA。近年来,供应PTA水池料生产企业为节约用水,降低排污量,纷纷积极尝试、考察各种中水回用技术,选择切实可行的中水回用方案。实施中水回用的工艺设计,其首要工作就是充分调查原生化处理系统的处理情况,和排放废水的水质特性,并根据回用水的水质指标,将排放水/回用水的指标,和中水回用工艺结合起来,进行针对性设计方案。生产废水主要排放污染物除了部分PX原料、醋酸、少量产品TA酸,还包括催化剂重金属,同时由于废水经由UASB处理后,降解产生大量HCO3-,因此本中水回用系统在进行膜脱盐基本工艺的基础上,还需要另外关注:1)去除重金属离子,避免重金属离子在超滤或者RO表面的结垢。2)降低碱度及CO2,提高产水水质。3)稳定的进水,避免生化系统的波动冲击后续膜系统。
供应PTA水池料超滤的产水投加还原剂和阻垢剂后,经高压泵增压进入反渗透膜系统,反渗透膜系统可去除废水中99%的溶解盐类、小分子有机物等,其产水作为中水回用的终端产水,可直接进入循环冷却水补给水,也可进入离交除盐系统,进行深度脱盐,用于生产工艺用水。中水系统采用全自动控制,可进行自动与手动运行方式的切换,实现现场就地和控制室集中控制两种操作方式;同时通过各类在线仪表监测系统的运行状态,采用一台工控机作为人机界面实现监控。超滤膜采用了外压式中空纤维膜,具有结构型式和化学材质上的优势。这种外压式的结构避免了膜丝内腔流道的堵塞问题,也可以使用气擦洗,更适合于水质较差、污染严重的中水回用项目。而该超滤膜采用了聚偏氟乙烯材料(PVDF),是常用的几种超滤膜材料中,化学稳定性较高的一种,耐酸碱、抗氧化,可采用极端的清洗条件如较高浓度的强酸(HCl)、强氧化剂(NaClO),能够彻底去除膜上的污染物,使系统稳定运行。
反渗透系统采用两种不同的反渗透膜,分别为DOW公司的BW30-365FR抗污染膜和海德能公司LFC3-LD抗污染膜。该两种反渗透膜均为最新的抗污染型反渗透膜,采用独特的宽通道结构,并通过膜面化学改性技术,提高膜亲水性,减小对有机物的吸附,膜元件和系统运行寿命长,可延长膜的清洗周期,降低清洗费用,这两种膜均能较好适应于此废水的处理。反渗透系统为一级二段设计,并设置段间增压泵,使两段膜的负荷和效率更加均衡,提高系统运行的稳定性。
由于本系统所产生回用水水质高于原来使用的新鲜水,使用回用水作为除盐系统的给水,可以提高除盐系统的再生周期,降低脱盐水处理的成本。同时,使用回用水作为冷却塔补充水,可以提高冷却塔的循环浓缩倍率。科学合理的预处理是保持双膜法中水回用供应PTA水池料的必要条件,由于膜的物化特性以及其结构的特点,要求必需采用科学的预处理与其组合使用,保证膜系统的正常、稳定运行。此方法在系统设计以及预处理的流程上给予较多的关注,克服了国内同类项目存在的运行瓶颈,使系统稳定运行,在供应PTA水池料产业取得了巨大的经济效益,具有重要意义。